混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告報(bào)告

1、.PAGE .混凝土結(jié)構(gòu)理論課程設(shè)計(jì)裝配式鋼筋混凝土簡(jiǎn)支T梁設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)：土木工程班級(jí)：學(xué)生姓名：學(xué) 號(hào)：指導(dǎo)教師： _燕山大學(xué) 2011.9裝配式鋼筋混凝土簡(jiǎn)支T形梁設(shè)計(jì)TOC o 1-3 h z uHYPERLINK l _Toc309724622一、設(shè)計(jì)資料 PAGEREF _Toc309724622 h 1HYPERLINK l _Toc309724623二、內(nèi)力計(jì)算 PAGEREF _Toc309724623 h 3HYPERLINK l _Toc309724624三、鋼筋選擇 PAGEREF _Toc309724624 h 3HYPERLINK l _Toc309724625四、跨中截

2、面正截面承載力復(fù)核 PAGEREF _Toc309724625 h 5HYPERLINK l _Toc309724626五、斜截面抗剪承載力計(jì)算 PAGEREF _Toc309724626 h 5HYPERLINK l _Toc3097246275.1抗剪強(qiáng)度上、下限復(fù)核 PAGEREF _Toc309724627 h 5HYPERLINK l _Toc3097246285.2設(shè)計(jì)剪力圖分配見(jiàn)圖 PAGEREF _Toc309724628 h 6HYPERLINK l _Toc3097246295.3箍筋設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc309724629 h 6HYPERLINK l _Toc3

3、097246305.4彎起鋼筋設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc309724630 h 7HYPERLINK l _Toc309724631六、全梁承載力校核 PAGEREF _Toc309724631 h 9HYPERLINK l _Toc309724632七、梁最大裂縫寬度驗(yàn)算 PAGEREF _Toc309724632 h 9HYPERLINK l _Toc309724633八、梁最大撓度驗(yàn)算 PAGEREF _Toc309724633 h 10HYPERLINK l _Toc3097246348.1剛度計(jì)算 PAGEREF _Toc309724634 h 10HYPERLINK l _To

4、c3097246358.2計(jì)算人群荷載和汽車(chē)荷載不計(jì)沖擊力作用下梁的撓度 PAGEREF _Toc309724635 h 12HYPERLINK l _Toc3097246368.3計(jì)算結(jié)構(gòu)恒載彎矩作用下梁的撓度 PAGEREF _Toc309724636 h 12HYPERLINK l _Toc3097246378.4荷載短期效應(yīng)組合并考慮荷載長(zhǎng)期效應(yīng)影響產(chǎn)生的長(zhǎng)期撓度 PAGEREF _Toc309724637 h 12HYPERLINK l _Toc309724638九設(shè)計(jì)依據(jù) PAGEREF _Toc309724638 h 13一、設(shè)計(jì)資料橋面凈空：凈13+21m設(shè)計(jì)荷載：公路級(jí)汽車(chē)荷

5、載 人群荷載 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)材料規(guī)格鋼筋：主筋采用HRB400鋼筋,查表得 抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 彈性模量 相對(duì)界面受壓區(qū)高度 箍筋采用HRB335鋼筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值彈性模量混凝土：主梁采用C30混凝土抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 彈性模量結(jié)構(gòu)尺寸 T型主梁：標(biāo)準(zhǔn)跨徑21.00m 計(jì)算跨徑：20.50m 主梁全長(zhǎng)：20.96m橫斷面尺寸如圖：圖1.1 T形梁截面尺寸尺寸單位：mm二、內(nèi)力計(jì)算設(shè)計(jì)內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值見(jiàn)表：設(shè)計(jì)內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值 引起內(nèi)力的 荷載內(nèi)力值恒載車(chē)輛荷載人群荷載備注跨中彎矩1197.81128.2112.1車(chē)輛荷載引起的彎矩已計(jì)入沖擊

6、系數(shù),1+=1.19L/4處彎矩898.4871.885.7支點(diǎn)剪力245.4343.6跨中剪力109.7彎矩組合設(shè)計(jì)值：跨中截面：L/4截面：剪力組合設(shè)計(jì)值：支點(diǎn)截面：跨中截面：三、鋼筋選擇根據(jù)跨中截面正截面承載力極限狀態(tài)計(jì)算要求,確定縱向受拉鋼筋數(shù)量。擬采用焊接鋼筋骨架配筋,設(shè),則,。翼緣計(jì)算寬度按下式計(jì)算,并取其中較小者：；故取首先判斷界面類(lèi)型：故應(yīng)按第二類(lèi)T型梁計(jì)算。確定混凝土受壓區(qū)高度：解得202.87mm且,=120mm將所得值帶入下式求得所需鋼筋截面面積為：采用四排焊接骨架,選用1232 ,供給,鋼筋截面重心至截面下邊緣的距離,梁的實(shí)際有效高度。截面最小寬度。四、跨中截面正截面承

7、載力復(fù)核由下式確定混凝土受壓區(qū)高度,得：將值帶入下式1.13142.39=3456.63承載力滿足要求。五、斜截面抗剪承載力計(jì)算5.1抗剪強(qiáng)度上、下限復(fù)核對(duì)于腹板高度不變的等高度簡(jiǎn)支梁,距支點(diǎn)處的第一個(gè)計(jì)算截面的截面尺寸控制設(shè)計(jì),應(yīng)滿足下列要求：根據(jù)構(gòu)造要求,僅保持最下面兩根鋼筋通過(guò)支點(diǎn),其余各鋼筋在跨間不同位置彎起或折斷。支點(diǎn)截面的有效高度,將有關(guān)數(shù)據(jù)帶入上式得：距支點(diǎn)處剪力的組合設(shè)計(jì)值809.69得：計(jì)算結(jié)果表明,截面尺寸滿足要求,但應(yīng)按計(jì)算要求配置箍筋和彎起鋼筋。5.2設(shè)計(jì)剪力圖分配見(jiàn)圖支點(diǎn)剪力組合設(shè)計(jì)值1.1775.52=853.07跨中剪力組合設(shè)計(jì)值1.1153.58=168.94其

8、中=部分可不進(jìn)行斜截面承載力計(jì)算,箍筋按構(gòu)造要求配置。不需要進(jìn)行斜截面承載力計(jì)算的區(qū)段半跨長(zhǎng)度為：距支點(diǎn)處的設(shè)計(jì)剪力值為：應(yīng)由混凝土和箍筋承擔(dān)的剪力組合設(shè)計(jì)值為：0.6Vdl=485.81應(yīng)由彎起鋼筋承擔(dān)的剪力組合設(shè)計(jì)值為：0.4Vdl=323.885.3箍筋設(shè)計(jì)由公式確定箍筋配筋率：式中：縱向鋼筋配筋百分率,按3C32As=2412.6 mm2伸入支點(diǎn)計(jì)算,可得：p=100=100=100=0.803受壓翼緣影響系數(shù),取1.1箍筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,取=280MPa=0.0028選用直徑為10mm的雙肢箍筋,單肢箍筋的截面面積=78.54mm2取。在支撐截面處自支座中心至一倍梁高的范圍內(nèi)取。5.

9、4彎起鋼筋設(shè)計(jì)根據(jù)橋規(guī)JTG D62規(guī)定,計(jì)算第一排彎起鋼筋時(shí),取用距支座中心處h/2處,應(yīng)由彎起鋼筋承擔(dān)的那部分剪力組合設(shè)計(jì)值,即。第一排彎起鋼筋的截面面積由公式求得：由縱筋彎起3C32提供的。計(jì)算第二排彎起鋼筋時(shí)應(yīng)取第一排彎起鋼筋起彎點(diǎn)處即距支座中心,其中 44mm為架立鋼筋的凈保護(hù)層厚度,22.7mm為架立鋼筋的外徑,30mm為縱向鋼筋的凈保護(hù)層厚度,35.8mm第二排彎起鋼筋的截面面積為：=由縱筋彎起的2C32鋼筋,加焊C25鋼筋,提供的。計(jì)算第三排彎起鋼筋時(shí),應(yīng)取第二排彎起鋼筋彎點(diǎn)處即距支座中心,應(yīng)由彎起鋼筋承擔(dān)的那部分剪力組合設(shè)計(jì)值,從圖按比例關(guān)系求得。第三排彎起鋼筋的截面面積為：

10、=由縱筋彎起的C36鋼筋,加焊2C25鋼筋,提供的。計(jì)算第四排彎起鋼筋時(shí),應(yīng)取應(yīng)取第三排彎起鋼筋彎點(diǎn)處即距支座中心,應(yīng)由彎起鋼筋承擔(dān)的那部分剪力組合設(shè)計(jì)值,從圖按比例求得。第四排彎起鋼筋的截面面積為：=由縱筋彎起2C32鋼筋,提供的：計(jì)算第五排彎起鋼筋時(shí),應(yīng)取第四排彎起鋼筋彎點(diǎn)處即距支座中心,應(yīng)由彎起鋼筋承擔(dān)的那部分剪力組合設(shè)計(jì)值,從圖按比例求得。第五排彎起鋼筋的截面面積為：=由縱筋彎起C32和加焊的2C20計(jì)算第六排彎起鋼筋時(shí),應(yīng)取第五排彎起鋼筋彎點(diǎn)處即距支座中心,應(yīng)由彎起鋼筋承擔(dān)的那部分剪力組合設(shè)計(jì)值,從圖按比例求得。第六排彎起鋼筋的截面面積為：=第六排彎起鋼筋采用加焊3C20 計(jì)算第七排

11、彎起鋼筋時(shí),x=6503.8mm,應(yīng)由彎起鋼筋承擔(dān)的那部分剪力組合設(shè)計(jì)值從圖按比例求得=124.71,第七排彎起鋼筋的截面面積：第七排彎起鋼筋采用加焊的3C20鋼筋,提供的。六、全梁承載力校核跨中截面所能承受的彎矩設(shè)計(jì)值,將其分成12等分,按每次彎起的鋼筋截面面積之比,近似求得鋼筋彎起后各截面所能承受的彎矩設(shè)計(jì)值。從全梁承載力校核圖見(jiàn)附圖可以看出,鋼筋彎起后各截面的正截面抗彎承載力是足夠的。各鋼筋的彎起點(diǎn)距其充分利用點(diǎn)的距離即圖中及兩點(diǎn)間的水平距離均大于h/2,故斜截面抗彎承載力也滿足要求。七、梁最大裂縫寬度驗(yàn)算配筋率：受拉鋼筋的應(yīng)力：短期荷載作用：長(zhǎng)期荷載作用：現(xiàn),則最大裂縫寬度為：因此,最大裂縫寬度符合要求。八、梁最大撓度驗(yàn)算8.1剛度計(jì)算截面混凝土受壓區(qū)高度為：得到：故為第二類(lèi)T形截面。這時(shí)換算截面受壓區(qū)高度為：故開(kāi)裂截面的換慣性矩為：T梁的全截面換算截面面積為：受壓區(qū)高度為：全截面換算慣性矩計(jì)算為：全截面抗彎剛度：開(kāi)裂截面抗彎剛度：全截面換算截面受拉區(qū)邊緣的彈性抵抗矩為：全截面換算受拉區(qū)邊緣的彈性抵抗矩為：塑性影響系數(shù)為：開(kāi)裂彎矩：開(kāi)裂構(gòu)件的抗彎剛度為：8.2計(jì)算人群荷載和汽車(chē)荷載不計(jì)沖擊力作用下梁的撓度符合公橋規(guī)要求。8.3計(jì)算結(jié)構(gòu)恒載彎矩作用下梁的撓度8.4荷載短期效應(yīng)組合并考慮荷載長(zhǎng)期效應(yīng)